JPH0541121A - 電線支持碍子装置における雷撃エネルギー抑制構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電線に雷サージ電流が侵入した場合にも、電線
から支持碍子の沿面をフラッシオーバーして支持アーム
へ流れる地絡事故の発生確率を少なくする。 【構成】鉄塔の支持アーム２に接地側の連結金具３を介
して支持碍子５を連結し、該支持碍子５の課電側には連
結金具６を介して電線８を支持し、前記課電側の連結金
具６の前後を電気的に接続する分流線１１を設け、雷サ
ージ電流が電線８に侵入した場合、その雷サージ電流を
分流線１１に誘導するブロッキングコイル９，１０を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電線支持碍子装置にお
いて雷撃が発生した場合に電線の支持碍子の課電側に作
用する雷撃エネルギーを抑制し、電線から支持碍子の沿
面をフラッシオーバーして鉄塔に流れる雷サージ電流に
よる地絡事故の発生確率を低減することができるととも
に、避雷碍子を装着した場合に、その小型、軽量化を図
ることができる電線支持碍子装置における雷撃エネルギ
ー抑制構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、送電線を支持する鉄塔の電線支
持碍子装置においては、鉄塔本体の側部に水平に支持し
た支持アームに接地側の上部連結金具を介して懸垂碍子
連よりなる支持碍子が吊下され、この支持碍子の下端部
には課電側の下部連結金具及び電線クランプを介して送
電線が支持されている。又、前記鉄塔本体の頭頂部には
通信機能を兼用し、かつ鉄塔へ侵入する雷サージ電流を
軽減するための架空地線が支持されている。

【０００３】又、雷撃時に雷サージ電流が電線支持碍子
装置に侵入する形態として、次の５種類がある。 （１）前記架空地線の中間に侵入した後、前記鉄塔本体
の頭頂部に侵入する場合。

【０００４】（２）鉄塔本体の頭頂部に直接侵入する場
合。 （３）支持アームの先端部に侵入する場合。 （４）送電線の中間部に侵入した後、課電側の下部連結
金具に侵入する場合。

【０００５】（５）前記課電側の下部連結金具に直接侵
入する場合。 又、近年、送電線路における雷撃後の続流電流による一
時的な停電事故を防止するため、鉄塔には雷サージ電流
に続く運転電圧に基づく続流電流を抑制するための条件
を備えた電圧−電流特性が非直線性の抵抗素子を内蔵し
た避雷碍子が装着されるようになっている。この避雷碍
子には課電側の下部連結金具に支持した放電電極と所定
の気中放電間隙をもって対向する接地側の放電電極が支
持されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の電線支持碍子装
置においては、雷サージ電流の侵入形態により、（１）
の架空地線侵入形態の場合には、架空地線の落雷点を境
にして上流側と下流側に分流して半減した雷サージ電流
が鉄塔本体の頭頂部に侵入するため、鉄塔本体を通って
大地へ放電される電流はさらに減衰されることから支持
碍子の沿面をフラッシオーバーする可能性が非常に低
く、このため雷サージ電流に続く運転電圧に基づく続流
電流による地絡事故の発生確率は、非常に低くなり問題
はない。

【０００７】又、（２）の鉄塔本体の頭頂部に直接侵入
する場合には、（１）に比べ鉄塔に流れる雷サージ電流
が増加するが、その場合鉄塔本体から支持アームへの分
流サージ電流が支持碍子に作用するので、該支持碍子の
沿面をフラッシオーバーする事故の確率がそれ程増大せ
ず、特に問題はない。

【０００８】ところが、（３）の支持アームの先端部に
侵入する場合には、支持碍子が近傍に装設されているの
で、前記（２）の侵入形態と比較して支持碍子から送電
線側にフラッシオーバーして地絡事故に至る確率が程増
大する。

【０００９】又、（４）の送電線の中間部に侵入した
後、課電側の下部連結金具に侵入する場合には、送電線
の落雷点を境にして上流側と下流側に分流して半減した
雷サージ電流が課電側の連結金具に侵入するため、支持
碍子から支持アーム側へフラッシオーバーする地絡事故
の発生確率は、（３）の形態と同様に増大する。

【００１０】さらに、（５）の課電側の下部連結金具に
直接もしくは付近の送電線に侵入する場合には、雷サー
ジ電流の殆どが支持碍子部に分流することになるため、
支持碍子から支持アーム側にフラッシオーバーして地絡
事故となる確率が（４）の侵入形態に比べさらに増大す
る。

【００１１】ところで、電線支持碍子装置に避雷碍子を
適用した場合には、前述した（１）〜（５）の侵入形態
のうち（５）の侵入形態の想定される最も大きい雷サー
ジ電流を気中放電間隙及び避雷碍子の抵抗素子を介して
鉄塔の支持アームへ流し、大地に放電するとともに、そ
の後に生じる続流電流を抑制することができるように、
前記抵抗素子の容量を設定している。つまり、最も大き
い雷サージ電流に耐えるような径方向の寸法の大きい抵
抗素子を備えた避雷碍子を使用する必要があった。換言
すれば、想定される最大の雷サージ電流が流れても前記
抵抗素子が導通破壊しないような避雷碍子を使用する必
要がある。なお、抵抗素子の長さについては、適用する
送電線路の電圧階級により所定長さに設定される。

【００１２】一方、雷撃には一桁から二桁のエネルギー
の強弱に差異がある。そして、弱いエネルギーの雷に対
しては実用的な抵抗素子の寸法設計が可能であるため、
避雷碍子も大型化せず製造上あるいは既設電線路への適
用上の問題は発生しない。しかし、大きいエネルギーの
雷に対しては、従来の設計基準で対応しようとしても実
用的な寸法で対応することが困難である。そして、大き
いエネルギーの雷が（５）の形態で支持碍子の課電側の
連結金具付近に侵入する場合が最も雷サージ電流が大き
くなり、非常に対応が困難となる。

【００１３】この発明は前述した侵入形態のうち（４）
の電線の中間部に侵入する場合であって、しかもエネル
ギーの大きい雷に対処するために提案されたものであ
り、その目的は電線支持碍子と電線を連結する連結金具
に至る雷サージ電流を減衰し、支持碍子の沿面をフラッ
シオーバーして支持アームへ流れる地絡事故の発生確率
を少なくすることができるとともに、避雷碍子を装着し
た場合にそれに内蔵した抵抗素子の雷サージ電流に対す
る責務を軽減して、避雷碍子の小型、軽量化を図ること
ができる電線支持碍子装置における雷撃エネルギー抑制
構造を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は上
記目的を達成するため、鉄塔の支持アームに接地側の連
結金具を介して支持碍子を連結し、該支持碍子の課電側
には連結金具を介して電線を支持した電線支持碍子装置
において、前記課電側の連結金具の前後を電気的に接続
する分流線を設け、雷サージ電流が電線に侵入した場
合、その雷サージ電流を分流線に誘導するサージ誘導手
段を設けるという手段をとっている。

【００１５】又、請求項２記載の発明は、請求項１にお
いて、電線と分流線との接続点と課電側の連結金具との
間にサージ誘導手段としてのブロッキングコイルを介在
するという手段をとっている。

【００１６】又、請求項３記載の発明は、請求項１にお
いて、分流線にサージ誘導手段としてのコンデンサ又は
電圧−電流特性が非直線性の抵抗素子を介在するという
手段をとっている。

【００１７】さらに、請求項４記載の発明は上記目的を
達成するため、請求項１において、分流線にブロッキン
グコイルを直列に接続し、送電線と分流線との二つの接
続点間の送電線を絶縁物により被覆するという手段をと
っている。

【００１８】

【作用】請求項１記載の発明は上記手段をとったことに
より、雷撃時に雷サージ電流が送電線に侵入した場合、
その雷サージ電流はサージ誘導手段により分流線に誘導
され、支持碍子と電線を連結する課電側の連結金具側へ
のサージ電流が減衰される。このため、電線から支持碍
子の沿面をフラッシオーバーして支持アームへ流れる地
絡事故の発生確率が減少する。

【００１９】又、電線支持碍子装置に避雷碍子を装着し
た場合には、避雷碍子に内蔵した抵抗素子を流れるサー
ジ電流が減衰されることから、それだけ抵抗素子のエネ
ルギー責務を軽減して素子の小型化、軽量化を図ること
ができる。

【００２０】又、請求項２記載の発明においては、商用
周波数の電流は周波数が低いので、ブロッキングコイル
のインピーダンスは低く、このコイル側を流れる。電線
の中間部に侵入した雷サージ電流の周波数は、商用電流
の周波数よりも格段に高いので、ブロッキングコイルの
インピーダンスが増大する。このため、前述した地絡事
故の発生確率が減少する。

【００２１】又、請求項３記載の発明においては、コン
デンサ又は抵抗素子が商用周波数の電流に対してはイン
ピーダンスは高く、商用電流は電線側を流れる。そし
て、周波数の高い雷サージ電流に対しては、コンデンサ
又は抵抗素子のインピーダンスが低くなるので、分流線
に雷サージ電流が流れ、前述した地絡事故の発生確率が
減少する。

【００２２】さらに、請求項４記載の発明においては、
商用周波数の電流に対してブロッキングコイルのインピ
ーダンスは低く、このコイル側を流れる。雷サージ電流
に対してはブロッキングコイルのインピーダンスが増大
するので、雷サージ電流が絶縁物に被覆された電線を流
れる。従って、前述した地絡事故の発生確率が減少す
る。

【００２３】

【実施例】以下、この発明を具体化した第１実施例を図
１，図２に基づいて説明する。図２に示すように、鉄塔
本体１の左右両側には三相二回線用として片側三段、計
六箇所に支持アーム２が側方に支持されている。これら
の支持アーム２には図１に示すように接地側の連結金具
３を介して懸垂碍子４を複数個直列に連結してなる支持
碍子５が吊下されている。この支持碍子５の下端部には
課電側の連結金具６及び電線クランプ７を介して送電線
８が支持されている。

【００２４】前記送電線８には電線クランプ７の近傍に
位置するようにサージ誘導手段としての前後一対のブロ
ッキングコイル９，１０が直列に接続されている。又、
前記両ブロッキングコイル９，１０の外側方には雷サー
ジ電流を分流するための分流線１１が支持され、該分流
線１１の前後両端部が送電線８に対し前記両コイル９，
１０を挟むようにして電気的に接続されている。

【００２５】一方、前記支持アーム２には図１に示すよ
うに取付アダプタ２１が支持され、該アダプタ２１には
避雷碍子２２が吊下固定されている。この避雷碍子２２
は電圧−電流特性が非直線性の酸化亜鉛を主材とする抵
抗素子２３を内蔵している。又、前記抵抗素子２３は図
示しない耐圧絶縁筒に収容され、絶縁筒の両端部には接
地側及び課電側の電極金具２４，２５が嵌合されてい
る。又、前記耐圧絶縁筒の外周部にはゴム等の絶縁外套
体２６がモールド成形されている。さらに、前記電極金
具２５には前記課電側の連結金具６に支持した課電側の
放電電極２７と所定の気中放電間隙Ｇをもって対向する
接地側の放電電極２８が支持されている。

【００２６】次に、前記のように構成した送電線用避雷
碍子装置について、その作用を説明する。今、図１にお
いて、雷撃による雷サージ電流が送電線８に侵入する
と、この電流は落雷点を境にして上流側と下流側に分流
して流れ、その分流サージ電流が支持碍子５側へ向かっ
て流れる。そして、図１のＡ矢印方向へ分流サージ電流
Ｉ／２が流れ、送電線８と分流線１１との接続点Ｐから
ブロッキングコイル１０と分流線１１に分流される。こ
のときブロッキングコイル１０に流れようとするサージ
電流は該コイルにより阻止されるので、分流線１１にサ
ージ電流の大半が流れるため、支持碍子５の課電側の連
結金具６には、極めて小さいサージ電流しか侵入しない
ので、気中放電間隙Ｇを介して避雷碍子２２に流れるこ
とはない。

【００２７】ここで、ブロッキングコイル１０のインピ
ーダンスＺは、電流の周波数をｆ、コイル１０のインダ
クタンスをＬとすると、

【００２８】

【数１】Ｚ＝２πｆＬ・・・・・・１ で表される。従って、商用周波数（５０又は６０Ｈｚ）
の電流に対しては、コイル１０のインピーダンスＺが小
さいため、該ブロッキングコイル１０を流れる。そし
て、商用周波数に比較して雷サージ電流のように周波数
が約１００ＫＨｚと格段に高い場合には、式１によりコ
イル１０のインピーダンスＺが大きくなり、分流雷サー
ジ電流Ｉ／２の大半が分流線１１を通って流れるので、
連結金具６へ流れるサージ電流が減衰される。このた
め、電線８から支持碍子５の沿面をフラッシオーバーし
て支持アーム２へ流れる地絡事故の発生確率が減少す
る。

【００２９】又、通常の雷サージ電流よりも大きいエネ
ルギーの雷サージ電流が侵入した場合には、ブロッキン
グコイル１０により減衰された分流サージ電流が避雷碍
子２２へ流れる場合がある。このときには、分流雷サー
ジ電流により、課電側の放電電極２７から気中放電間隙
Ｇをフラッシオーバーして接地側の放電電極２８へ流れ
る電流も小さくなり、避雷碍子２２に内蔵した抵抗素子
２３へ流れる雷サージ電流が小さくなり、それだけ抵抗
素子２３の電気エルルギー処理責務が低下する。この結
果、電荷の大きな雷撃エネルギーが連結金具６に侵入す
る場合を想定して、抵抗素子２３の設計をする必要がな
くなり、抵抗素子２３の通電断面積を小さくして素子の
小型化及び軽量化を図り、製造を容易に行い、避雷碍子
のコストダウンを実現することができる。

【００３０】なお、前記実施例では分流線１１を送電線
８の外側方に配置したが、この場合には極めて稀に生じ
る支持碍子５の下端に位置する連結金具６に向かって鉄
塔の側方から飛来するサージ電流を該連結金具６に侵入
する以前に確実に捕捉することができる。そして、この
場合には、落雷点が分流線１１の中間点となるが、この
場合にもブロッキングコイル１０により連結金具６側へ
流れるサージ電流が減衰され、大半は送電線８の上流側
と下流側に分流する。

【００３１】又、連結金具６側へ侵入する雷サージ電流
が減衰されることから、避雷碍子２２が装着されていな
い場合において、支持碍子５の沿面をフラッシオーバー
して支持アーム２に至る地絡事故の発生確率が低下す
る。

【００３２】次に、図３によりこの発明の第２実施例を
説明する。この実施例は電線クランプ７に対し分流線１
１を絶縁支持棒１２により支持するとともに、分流線１
１に対しサージ誘導手段としての二つのコンデンサ１
３，１４を直列に接続している。このコンデンサ１３，
１４に代えて、抵抗素子２３と同様の抵抗素子を使用し
てもよい。

【００３３】この第２実施例においては、通常の商用周
波の電流ではコンデンサ１３，１４のインピーダンスＺ
は、コンデンサの静電容量をＣとすると、

【００３４】

【数２】Ｚ＝１／２πｆＣ・・・・・・２ で表される。従って、周波数の低い商用電流はコンデン
サ１３，１４を通り難いので、分流線１１へ流れる電流
は非常に小さく、大半の商用電流は送電線８を流れる。

【００３５】雷撃により周波数の高い雷サージ電流に対
しては、前記式２によりコンデンサ１３，１４のインピ
ーダンスＺが小さくなるので、接続点Ｐから分流線１１
を通り、さらにコンデンサ１３，１４を通って再び送電
線８に流れる。このため課電側の連結金具６側へ流れる
雷サージ電流が大幅に減衰され、前述した第１実施例と
同様の作用、効果を発揮する。

【００３６】さらに、図４に基づいて、この発明の第３
実施例を説明する。この第３実施例は、送電線８の連結
金具６の前後の所定長さの送電線８を絶縁被覆１５によ
り覆うとともに、該絶縁被覆１５の両端部の送電線８を
前述したブロッキングコイル９，１０により電気的に接
続している。

【００３７】この実施例では商用周波数の電流は、ブロ
ッキングコイル９，１０及び送電線８の両方に流れ、周
波数の高い雷サージ電流は、ブロッキングコイル９，１
０のインピーダンスＺが大きくなるので、絶縁被覆１５
内の送電線８を流れる。このため連結金具６に流れる雷
サージ電流が減衰され、第１実施例と同様の作用及び効
果がある。

【００３８】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、次のように具体化してもよい。 （１）支持碍子５自身に避雷機能を付与した電線支持碍
子装置に構成すること。

【００３９】（２）絶縁支持棒１２としてＦＲＰ（繊維
強化合成樹脂）の外周にヒダを有するＥＰＤＭ、シリコ
ンゴム等の外被を設けること。 （３）懸垂型の電線支持碍子装置以外に耐張型の電線支
持碍子装置に適用すること。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明は送電線
に雷サージ電流が侵入した場合にも、その雷サージ電流
を分流して、支持碍子の課電側に至る雷サージ電流を減
衰し、電線から支持碍子の沿面をフラッシオーバーして
支持アームへ流れる地絡事故の発生確率を少なくするこ
とができるとともに、避雷碍子を装着した場合に、それ
に内蔵した抵抗素子の雷サージ電流に対する責務を軽減
して、避雷碍子の小型、軽量化を図ることができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の電線支持碍子装置における雷撃エネ
ルギー抑制構造を具体化した第１実施例を示す斜視図で
ある。

【図２】電線支持碍子装置の全体を示す正面図である。

【図３】この発明の第２実施例を示す電線支持碍子装置
の斜視図である。

【図４】この発明の第３実施例を示す電線支持碍子装置
の斜視図である。

【符号の説明】

１ 鉄塔本体、２ 支持アーム、３ 接地側の連結金
具、５ 支持碍子、６課電側の連結金具、８ 送電線、
９，１０ サージ誘導手段としてのブロッキングコイ
ル、１１ 分流線、１３，１４ サージ誘導手段として
のコンデンサ、１５ 絶縁被覆。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄塔の支持アームに接地側の連結金具を
   介して支持碍子を連結し、該支持碍子の課電側には連結
   金具を介して電線を支持した電線支持碍子装置におい
   て、前記課電側の連結金具の前後を電気的に接続する分
   流線を設け、雷サージ電流が電線に侵入した場合、その
   雷サージ電流を分流線に誘導するサージ誘導手段を設け
   たことを特徴とする電線支持碍子装置における雷撃エネ
   ルギー抑制構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記サージ誘導手段
   は電線と分流線との接続点と課電側の連結金具との間に
   介在されたブロッキングコイルである電線支持碍子装置
   における雷撃エネルギー抑制構造。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記サージ誘導手段
   は分流線に介在されたコンデンサ又は電圧−電流特性が
   非直線性の抵抗素子である電線支持碍子装置における雷
   撃エネルギー抑制構造。
4. 【請求項４】 請求項１において、分流線にブロッキン
   グコイルを直列に接続し、送電線と分流線との二つの接
   続点間の送電線を絶縁物により被覆した電線支持碍子装
   置における雷撃エネルギー抑制構造。